代振龍，范旭東，白洪海，張曉明，李云濤

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第九地質(zhì)大隊(duì)，新疆烏魯木齊830011）

由于不同成因砂體具有不同的儲(chǔ)集性能，因此油氣分布一定受沉積環(huán)境控制[1]。黑油山地區(qū)是準(zhǔn)噶爾盆地西北緣重要油氣聚集帶[2]，發(fā)育多條油源豐富的大斷裂，油氣成藏與儲(chǔ)層物性關(guān)系密切[3]。三疊系克拉瑪依組在黑油山露頭地區(qū)沉積一套分布廣泛的厚層砂巖、砂礫巖體，巖性復(fù)雜、構(gòu)造多樣，是克拉瑪依油田主要儲(chǔ)集層[1,3-5]。通過地表地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)黑油山地區(qū)油砂露頭主要分布在克拉瑪依組地層中[5]，研究其儲(chǔ)層特征對(duì)本地區(qū)的油砂勘探具有重要指導(dǎo)意義。在綜合利用地表露頭剖面測(cè)量、地質(zhì)路線調(diào)查、探槽、7口井巖芯及測(cè)井、分析化驗(yàn)資料基礎(chǔ)上，研究黑油山地區(qū)克拉瑪依組儲(chǔ)集層特征。

1 地質(zhì)概況

準(zhǔn)噶爾盆地西北緣鄰近瑪納斯湖生油凹陷,該區(qū)晚二疊世及三疊紀(jì)巨厚的生油巖沉積提供了充足的油氣供給[2]。在西北緣已發(fā)現(xiàn)克拉瑪依、白堿灘、烏爾禾、車排子等多個(gè)大型油氣田。研究區(qū)位于克拉瑪依油田上傾部位北部邊緣的黑油山地區(qū)，屬于克—烏斷裂帶的一部分，其西、北方向分別依扎伊爾山為界，東以大侏羅溝斷裂為界，南以北黑油山斷裂為界（圖1）。研究區(qū)中—上三疊統(tǒng)克拉瑪依組主要出露于吐孜阿克內(nèi)溝、水庫溝、黑油山、平梁溝、花園溝、小石油溝、深底溝及大侏羅溝[5-6]。通過地面地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在研究區(qū)地表的克拉瑪依組露頭見有多處油砂露頭，其含油性較好，為本次研究的目的層。

2 巖石沉積特征

通過地表地質(zhì)調(diào)查及前人研究成果，根據(jù)巖石組合特征，研究區(qū)中—上三疊統(tǒng)克拉瑪依組分為克拉瑪依上組與克拉瑪依下組[6]（簡稱為克上組與克下組），主要出露于克拉瑪依市東北黑油山地區(qū)的扎伊爾山前，呈北東—南西向狹長帶狀分布。經(jīng)地面地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，露頭位置為眾多沖溝中，總體上剝蝕、覆蓋較嚴(yán)重，在黑油山地區(qū)不同位置巖石組合略有差異。黑油山露頭區(qū)克拉瑪依組底部與下伏石炭系不整合接觸，頂部與侏羅系八道灣組不整合接觸。

2.1 克下組巖石沉積特征

克下組主要出露在水庫溝、深底溝、大侏羅溝。其整體為一套粗碎屑沉積，巖性以細(xì)礫巖、中礫巖、砂礫巖和粗砂巖、含礫砂巖為主（圖2），夾褐紅色、灰色、灰黑色炭質(zhì)泥巖、薄煤線及灰綠色泥巖、粉砂巖與灰色、灰綠色砂巖，碎屑粒度粗，自下而上巖性由粗變細(xì)，總體呈正旋回特征。礫石成分主要為凝灰?guī)r與安山巖巖屑、變質(zhì)巖巖屑和砂泥團(tuán)塊，砂質(zhì)成分中的凝灰?guī)r、安山巖和長石總體含量大于50%。碎屑分選差至中等，磨圓差，以次棱角和次圓狀為主，粒徑一般2.5～20mm，最大可達(dá)35mm，膠結(jié)較疏松。整體上成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度低，重礦物以鈦鐵礦和褐鐵礦為主，呈近源短距離搬運(yùn)和快速堆積的沉積特征，砂礫巖中發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理。泥巖以褐紅色為主，反映了干旱氧化的沉積環(huán)境。露頭及巖芯觀察發(fā)現(xiàn)洪積、泥石流沉積等的沉積構(gòu)造標(biāo)志，研究表明其為干旱型沖積扇沉積[6]。在克下組沉積時(shí)期，研究區(qū)發(fā)育一系列物源來自北部扎伊爾山的沖積扇，靠近扎伊爾山一側(cè)主要為扇根、扇中的辮流水道、辮流沙島微相沉積[4,6]?？讼陆M的礫巖、砂礫巖含油性一般，砂巖含油性較好。

2.2 克上組巖石沉積特征

克上組在研究區(qū)出露的點(diǎn)多、面積廣，地表可見巖石類型多樣。其巖石顆?？傮w較克下組細(xì)，巖石組合剖面下部為灰、灰綠、褐紅色、深灰色泥巖、砂泥巖夾薄層砂巖及黑色炭質(zhì)泥巖、煤線，見薄層油砂巖；中部、上部為淺灰色中、厚層砂巖、含礫砂巖夾黑色炭質(zhì)泥巖、薄煤層及深灰、灰綠色泥巖，發(fā)育多層油砂；頂部以灰、灰黃色泥巖與泥灰?guī)r為主（圖2），含薄層褐色含菱鐵礦泥巖、粉細(xì)砂巖。區(qū)內(nèi)克上組下部與中部的礫巖、砂礫巖、含礫粗砂巖、砂巖中發(fā)育低角度斜層理、塊狀層理、槽狀交錯(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理反映為具有較強(qiáng)的牽引流沉積；細(xì)粒砂巖中見波狀交錯(cuò)層理、平行層理較多，反映水動(dòng)力條件中等；粉砂巖、泥巖中發(fā)育的水平層理及紋層反映為水流能量減弱、靜態(tài)水體的懸浮沉積。砂體底部發(fā)育各種規(guī)模的沖刷面，砂礫巖中見有較大的灰白色泥礫，粒徑一般為1～2.5cm。上部泥灰?guī)r，粉砂巖與泥巖薄互層，常發(fā)育水平紋層、砂泥韻律層理等，見有褐色菱鐵質(zhì)泥巖夾層。豐富多樣的沉積構(gòu)造，綜合解釋為辮狀河三角洲—濱淺湖沉積[5-8]，發(fā)育辮狀河三角洲前緣水下分流河道、水下分流間灣、淺湖泥坪微相沉積。油砂主要發(fā)育在辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體中，含油性較好。

圖2 研究區(qū)克拉瑪依組巖石特征

通過巖石薄片觀察分析，黑油山露頭區(qū)克上組儲(chǔ)層砂巖類型主要為不等粒含瀝青質(zhì)長石巖屑砂巖、巖屑砂巖，少量含泥含礫不等粒長石石英砂巖，多含瀝青質(zhì)。長石平均含量為13.6%，巖屑含量為67.3%，石英含量為19.1%。巖屑以火山巖碎屑為主，少量硅質(zhì)巖、花崗質(zhì)酸性巖屑、泥巖、砂屑；巖性以中砂巖為主，并含有較多粗砂巖、不等粒砂巖、細(xì)砂巖。碎屑顆粒以次棱狀為主，分選中等偏差。支撐方式以顆粒支撐為主，接觸方式以點(diǎn)—線接觸為主，點(diǎn)接觸次之，膠結(jié)方式為基底式膠結(jié)，雜基主要為泥質(zhì)，含量15%～18%，細(xì)粉砂泥含量12%～15%。膠結(jié)類型以孔隙—壓嵌型為主，孔隙型次之。由此可見，砂巖結(jié)構(gòu)成熟度中等，巖石的成分成熟度低，砂巖穩(wěn)定性較差，距離物源較近[5,9]。

3 儲(chǔ)層特征

儲(chǔ)層發(fā)育質(zhì)量影響含油性。本文，通過分析露頭、巖芯樣品的巖石粒度特征、孔滲特征、儲(chǔ)集空間類型、粘土礦物含量及含油性來分析其儲(chǔ)集層特征。經(jīng)地表調(diào)查及化驗(yàn)分析，砂巖為露頭區(qū)克拉瑪依組主要儲(chǔ)集體，含油性較好，礫巖含油性差，砂礫巖含油性較好。

3.1 儲(chǔ)層粒度特征

采用篩析法對(duì)研究區(qū)克拉瑪依組碎屑巖粒度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析發(fā)現(xiàn)碎屑巖粒度主要分布在0.03～2mm之間，巖性為含粉砂不等粒砂巖、粉砂不等粒砂巖、含粉砂中砂細(xì)砂巖，細(xì)粉砂級(jí)以下粘土含量為3.22%～9.5%，平均6.34%?？松辖M粒度曲線呈三段式概率曲線（圖3），跳躍總體分為兩段，反映跳躍總體和懸浮總體之間的混合帶。其中跳躍總體含量在5%～30%之間，傾角在55°～70°之間；懸浮總體含量在25%～30%之間，傾角在15°～20°之間，細(xì)截點(diǎn)在1～2.5Φ之間。粒度概率曲線特征反映克拉瑪依組露頭區(qū)含油砂巖主要為辮狀河三角洲沉積[9]。

圖3 油砂2井克拉瑪依組沉積物粒度概率曲線

3.2 儲(chǔ)層孔滲特征

據(jù)克拉瑪依組油砂樣品孔、滲實(shí)驗(yàn)分析，其孔滲有如下特征：有效孔隙度分布區(qū)間為18.5%～24.5%，平均21.4%；滲透率分布區(qū)間為（0.204～21.6）×10-3μm2，平均7.53×10-3μm2；巖石密度分布區(qū)間為1.97～2.32g/cm3，平均2.12g/cm3。油砂巖的滲透率隨著孔隙度的增大而增大，兩者具有正相關(guān)關(guān)系；而油砂的密度與孔隙度為負(fù)相關(guān)關(guān)系，孔隙度隨著巖石密度的增大而減小，整體呈穩(wěn)定平緩的態(tài)勢(shì)變化。據(jù)油砂樣品重量含油率測(cè)試成果分析，克拉瑪依組含油砂巖以細(xì)砂巖、中砂巖、含礫粗砂巖為主。油砂含油率最小值3.87%、最大值14.44%，主要分布區(qū)間為3.0%～6.0%，平均含油率為6.75%?？傮w來說，研究區(qū)油砂巖儲(chǔ)層具有較高的孔隙度和滲透率，儲(chǔ)層物性條件較好，有利于油砂的富集與儲(chǔ)存，砂巖含油性較好。

3.3 粘土礦物成分

據(jù)X衍射和掃描電鏡成果分析，克拉瑪依組粘土礦物成分以蠕蟲狀高嶺石為主，百分含量51%～54%，平均含量52.5%（圖4）；其次為蜂巢狀、不規(guī)則狀伊/蒙混層，百分含量19%～26%，平均含量22.5%；綠泥石百分含量14%～17%，平均含量15.5%；伊利石百分含量9%～10%，平均含量9.5%?？傮w上克拉瑪依組油砂巖粘土礦物以高嶺石為主，其對(duì)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)及儲(chǔ)集性的影響小。

圖4 克拉瑪依組粘土礦物成分及含量

3.4 儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征

據(jù)鑄體薄片分析，克拉瑪依組儲(chǔ)層孔隙類型以粒內(nèi)溶孔為主，其中粒間孔60%～98%，平均88.6%，粒內(nèi)溶孔2%～3%，平均2.3%，其次為微量的高嶺石晶間孔和方沸石溶孔，反映儲(chǔ)集空間以原生孔隙為主（圖5）；掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，巖石樣品遭受油浸，巖石中粘土礦物主要見有散片狀、蠕蟲狀高嶺石；自生礦物見有黃鐵礦，見長石碎屑的溶蝕現(xiàn)象；總體孔隙發(fā)育，粒間孔多見，并見有粒內(nèi)溶孔，孔隙連通性較好（圖5）。

圖5 克拉瑪依組巖石鑄體薄片及掃描電鏡照片觀察

4 結(jié)論

（1）克拉瑪依組分為上組與下組，其中克下組主要為礫巖、砂礫巖夾砂巖、泥巖的粗顆粒沉積；克上組較克下組細(xì)，中—下部以灰、灰綠色砂巖沉積為主，發(fā)育灰、灰色、褐紅色泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖及薄層煤線，頂部發(fā)育厚層泥巖夾粉砂巖。巖石的巖屑含量高，反映砂巖穩(wěn)定性差，距離物源較近的特點(diǎn)。露頭區(qū)克拉瑪依組總體為向上的正旋回，由下至上發(fā)育沖積扇—辮狀河三角洲—濱淺湖相沉積。

（2）研究區(qū)油砂巖儲(chǔ)層孔隙類型以粒間孔為主、次為晶間孔及粒內(nèi)溶孔，粘土礦物以高嶺石為主，具有中孔隙度、低滲透率特征，儲(chǔ)層物性條件較好，有利于油砂的富集與儲(chǔ)存。

（3）露頭、巖芯資料結(jié)合重量含油率數(shù)據(jù)分析，含油砂巖主要發(fā)育于沖積扇辮流水道、辮流沙島砂巖與辮狀河三角洲平原分流河道、三角洲前緣水下分流河道砂體中，含油率分布在3.87%～14.44%之間，含油性較好，可作為下一步勘探的主要方向。